Photocatalytic oxidation of carbamazepine over plasmonic composite photocatalysts in the presence of visible light irradiation
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
In this study, plasmonic composite catalysts of Ag/AgBr/ZnFe2O4 and Ag/AgCl/BiVO4 were prepared and characterized by XRD, SEM, EDS, XPS, Uv-Vis DRS, Nitrogen adsorption-desorption, FTIR and VSM (only for magnetic Ag/AgBr/ZnFe2O4) studies. The activities of prepared catalysts were tested in the photocatalytic oxidation of pharmaceutical drug, Carbamazepine (CBZ), containing synthetically prepared wastewater under visible LED light irradiation. Photocatalytic oxidation of CBZ was also performed over as-prepared two catalysts in the presence of H2O2 and persulfate (PS) as oxidants and to understand which active radicals were more responsible for degradation of CBZ over Ag/AgBr/ZnFe2O4 and Ag/AgCl/BiVO4 photocatalysts, radical scavengers’ experiments were performed. As no complete total organic carbon (TOC) removal was achieved over both catalysts, toxicity tests were performed in order to understand whether the formed intermediates were less toxic than CBZ solution. Prepared Ag/AgBr/ZnFe2O4 and Ag/AgCl/BiVO4 photocatalysts were repeatedly used in three recycles under identical experiment conditions with the fresh photocatalysts to see the stability and reusability of the catalysts. Parametric studies were performed over Ag/AgCl/BiVO4 which was more effective and stable than that Ag/AgBr/ZnFe2O4 photocatalyst. Effect of sonication on photocatalytic oxidation of CBZ over Ag/AgCl/BiVO4 photocatalyst (sono-photocatalytic oxidation) was investigated.
Bu çalışmada, Ag/AgBr/ZnFe2O4 ve Ag/AgCl/BiVO4 plasmonik kompozit fotokatalizörleri hazırlanmış ve XRD, SEM, EDS, XPS, Uv-Vis DRS, Azot adsorpsiyon-desorpsiyon, FTIR ve VSM (sadece manyetik Ag/AgBr/ZnFe2O4 için) çalışmaları ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan katalizörlerin aktiviteleri farmasötik bir ilaç olan karbamazepin (CBZ) içeren sentetik olarak hazırlanmış atık suyun fotokatalitik oksidasyonunda görünür bölge LED ışığı altında test edilmiştir. CBZ’nin hazırlanan fotokatalizörler üzerindeki oksidasyonu oksidant (H2O2 ve persulfat (PS)) varlığında da gerçekleştirilmiş ve fotokatalitik reaksiyon sırasında oluşan aktif radikallerin oksidasyondaki rollerini belirleyebilmek için radikal yakalayıcı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Her iki katalizör varlığındaki fotokatalitik oksidasyonda tam toplam organik karbon (TOC) giderimi elde edilemediğinden reaksiyon sırasında oluşan ara ürünlerin CBZ’e göre toksik etkilerini belirleyebilmek için toksisite deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında kullanılmış Ag/AgBr/ZnFe2O4 ve Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörleri ile de fotokatalitik reaksiyonlar gerçekleştirilerek katalizör kararlılığı test edilmiştir. Çalışma kapsamında, Ag/AgBr/ZnFe2O4 fotokatalizörüne göre hem daha aktif hem de daha kararlı olan Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörü varlığında parametrik çalışmalar yapılmış, fotokatalitik reaksiyon kinetiği çalışılmıştır. Son olarak CBZ’nin Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörü üzerindeki fotokatalitik oksidasyonuna sonikasyonun (sono-fotokatalitik oksidasyon) etkisi araştırılmıştır.
Bu çalışmada, Ag/AgBr/ZnFe2O4 ve Ag/AgCl/BiVO4 plasmonik kompozit fotokatalizörleri hazırlanmış ve XRD, SEM, EDS, XPS, Uv-Vis DRS, Azot adsorpsiyon-desorpsiyon, FTIR ve VSM (sadece manyetik Ag/AgBr/ZnFe2O4 için) çalışmaları ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan katalizörlerin aktiviteleri farmasötik bir ilaç olan karbamazepin (CBZ) içeren sentetik olarak hazırlanmış atık suyun fotokatalitik oksidasyonunda görünür bölge LED ışığı altında test edilmiştir. CBZ’nin hazırlanan fotokatalizörler üzerindeki oksidasyonu oksidant (H2O2 ve persulfat (PS)) varlığında da gerçekleştirilmiş ve fotokatalitik reaksiyon sırasında oluşan aktif radikallerin oksidasyondaki rollerini belirleyebilmek için radikal yakalayıcı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Her iki katalizör varlığındaki fotokatalitik oksidasyonda tam toplam organik karbon (TOC) giderimi elde edilemediğinden reaksiyon sırasında oluşan ara ürünlerin CBZ’e göre toksik etkilerini belirleyebilmek için toksisite deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında kullanılmış Ag/AgBr/ZnFe2O4 ve Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörleri ile de fotokatalitik reaksiyonlar gerçekleştirilerek katalizör kararlılığı test edilmiştir. Çalışma kapsamında, Ag/AgBr/ZnFe2O4 fotokatalizörüne göre hem daha aktif hem de daha kararlı olan Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörü varlığında parametrik çalışmalar yapılmış, fotokatalitik reaksiyon kinetiği çalışılmıştır. Son olarak CBZ’nin Ag/AgCl/BiVO4 fotokatalizörü üzerindeki fotokatalitik oksidasyonuna sonikasyonun (sono-fotokatalitik oksidasyon) etkisi araştırılmıştır.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Visible-Light Photocatalysis, Z-Scheme Mechanism, Ag/AgBr/ZnFe2O4, Ag/AgCl/BiVO4, Sono-Photocatalytic Oxidation, Carbamazepine, Görünür-Bölge Fotokatalizörleri, Z-Şeması Mekanizması, Ag/AgBr/ZnFe2O4, Ag/AgCl/BiVO4, Sono-Fotokatalitik Oksidasyon, Karbamazepin
